伊斯卡在2012年底提出了“以智造改变制造”的主题,并在全球隆重推出了IQ系列产品,CIMT 2013展会也是IQ系列在中国展会上的首次亮相。展会上,记者专访了伊斯卡中国区技术总监吴江先生,通过另一个视角来诠释伊斯卡“以智造改变制造”的深层含义。
记者:一直以来,伊斯卡都在开创、改进新产品和推行的切削理念上给整个行业带来了许多改变。2012年提出了“以智造改变制造”,并在全球隆重推出了IQ系列产品,请您谈谈公司发展中几次通过智慧创造带来的技术革命。
吴江:人类靠智慧不断改变着这个世界:如瓦特和波尔顿发明了蒸汽机,贝尔发明了电话,爱迪生发明了电灯,莱特兄弟发明了飞机,埃克特和莫利发明了计算机、乔布斯的智能手机等等。在机械制造领域也是如此,刀具的智慧创新改变着金属切削世界。1976年伊斯卡推出自夹式切断刀,突破了切断的常规设计,打破了切断直径受限的瓶颈,开创了自夹式切槽切断刀的时代;1985年伊斯卡革命性的霸王刀,多方向的切削功能为行业确立一个新标准——车削切槽刀;1991年伊斯卡螺旋刃铣刀片改变了直刃铣刀片的传统,开创了更轻快铣削的时代;1998年伊斯卡机夹变色龙钻头,可换钻头的结构设计创造了一个新的工业名词“无对刀时间”;2002年五角霸王刀、2005年立装螺旋刃、2007年束魔涂层……。这些凝结着伊斯卡人智慧的产品,不断升级我们的加工技术,改变着我们的金属切削世界,所以2012年伊斯卡倡导“IQ”理念,提出了“以智造改变制造”。这个理念体现在产品设计中,就是抛弃那些外在的东西,抓住事物的本质,去繁就简,通过一个个巧妙的设计或是一种材质、或是一种涂层、或是一种结构的设计以提高加工性能和金属切削效率,甚至带来产业的革新。
记者:IQ系列新品全面覆盖了车刀,切断、切槽刀,铣刀,钻头以及刀柄,请从设计角度谈一下这几类产品的亮点。
吴江:这次IQ系列覆盖了全部产品线,大家都知道,ISO车刀是刀具中最为传统的领域,伊斯卡打破这个思维定势,不论是在尺寸规格上有所突破,刀具几何参数规则上也有突破,如IQ-ECO车刀片,以减小刀片刃长加厚刀片厚度,在保证切削能力不受影响的条件下,降低了刀片成本;IQ燕尾车刀,O型后角扩展了ISO车刀标准,开启了更稳固夹持的车刀系列;IQ燕尾五角霸王刀,创新的结构设计使其切削深度达到刀片外接圆的半径,其以革新的燕尾槽定位夹持,增加了刀具的稳固,因此有更好的精整车能力;IQHELI2000是大悬伸铣削加工很有创意的产品,它把不等螺旋角改变铣削力方向和激振频率的概念应用于可转位刀片上,一个简单的改变,就使可转位铣刀有了减振降噪的效果;燕尾IQ铣刀845,刀片切削刃全面功能化设计,轻快切削和高表面质量切削同时有更好的经济性。其实IQ系列产品创新的地方很多,比如夹持技术的应用,将燕尾槽定位用到刀片的夹持上;还有加工范围的扩展,如束魔变色龙钻增补了12×D钻深;以及技术的升级与改进,如从带2个螺旋刃的刀片到带3个螺旋刃的三角形刀片再到带6个螺旋刃的双面三角形刀片,再比如IQHELIDO-H606,带后角的圆刀片正前角设计,有6个圆弧切削刃,除了有完整R圆弧的主切削刃外,还带有专门的坡走铣刃口更有效的坡走和控制切削,在圆弧刃周边还带有90度直刃修光刃,提高侧壁的加工质量。
记者:请您就IQ新产品介绍一下伊期卡的创新以及创新带来的产品优势。
吴江:我们先说螺旋刃在铣刀片上的应用吧,如前面所说,1991年,伊斯卡创新地将螺旋刃应用于铣刀片,提出了轻快铣削的理念。
螺旋刃的设计可以增加实际工作前角,使刃口锋利,切入性更好,可减小切向切削阻力以及能量消耗和刀具变形,使切削轻快。同时形成螺旋形的切屑,更易排屑,有效防止切屑堵塞现象,还能在低功率机床上实现高强度的加工任务。同时,也促进了大正前角切削刃、立装夹持机构以及其它高性价比设计元素(如多切削刃刀片)的发展。
由于目前计算机软件、有限元分析系统和仿真软件技术不断进步,在IQ系列产品中,我们创新地将螺旋刃运用于三角形刀片上,如螺旋刃IQ铣刀(HELI IQ MILL)390系列(3个螺旋刃)和双面螺旋刃铣刀(HELIDO)690系列(6个螺旋刃)。这两个系列产品除了应用于槽铣、坡走铣、面铣外,还可以实现真正意义上的经济性方肩铣削。
方肩铣削意味着90°主偏角,我们以前也推出过890系列,但主偏角是89°或88°,不是严格的方肩铣削。将三角形刀片用于方肩铣可以增加有效刃数,更经济,但由于方肩铣削时进给力大,采用三角形刀片易产生振动。为解决这个问题,伊斯卡创新地将螺旋刃应用在三角形刀片,这一简单又巧妙的设计实现了既有多个切削刃,使切削成本降低,又使切削更轻快。
第二个值得一提的是燕尾夹持的应用。这次IQ新系列产品中大多采用了燕尾夹持,如IQ五角霸王刀(PENTA IQ GRIP)、燕尾IQ槽刀(DOVE IQ GRIP)系列、燕尾IQ车刀(DOVE IQ TURN)、燕尾IQ大进给车刀(DOVE IQ TURN FEEDTURN)、燕尾IQ铣刀(DOVE IQ MILL)845系列、双面螺旋刃铣刀(HELIDO)H606系列等等。众所周知,燕尾定位准确,夹持稳固,但是怎么用才是最合理和巧妙的,这个就需要智慧了。我们看IQ刀片的装夹定位面,就知道与以往设计不同,都具有独特的几何形状。而要得到这些新颖的几何形状,从刀具材料到压制成型都需要先进技术实力的支撑和创新,而伊斯卡拥有这些实力。
记者:您刚才提到伊斯卡的创新并不是单纯为了创新而创新,那么伊斯卡创新的本质是什么?
吴江:在金属加工领域存在着种种矛盾,如刀具材料、刃口形式和刀具结构参数等等,最终仍要归结到效率与成本的矛盾。对于所有制造商来说,不论通过什么途径,最终都在追求低成本带来的高效率,而伊斯卡认为“以智造改变制造”来实现利益的最大化是无限的。
我们从伊斯卡的创新中看到,刀具结构的变化对刀具效率与性能的提升带来更大的变化。比如前面提到的螺旋刃和燕尾夹持,通过巧妙的设计或者说是灵动的设计来实现效率的最大化。
记者:正如您所说,创新的初衷是为了解决效率与成本的矛盾,那么伊斯卡又是通过怎样的实践来找到这些矛盾,从而用智慧来解决的呢?
吴江:产品设计出来后,不仅是销售部门反馈应用信息,同时产品经理也积极地全球调研,不停地到企业和用户了解刀片使用表现,然后将实际加工情况反馈到设计研发部门,再由设计师进行改进。对产品的设计和改进肯定需要从市场和客户的实际加工需求中来分析。比如现在需要一个效率更高或刚性更好的,或是需要精度更高的,有了这些要求后才能去设计产品。另一个是原来的产品还存在着什么样的缺陷,在实际应用中反馈出来哪些不足,然后再进行改进或一些提升,开发出一些新产品。
如五角霸王刀(PENTA CUT)系列,客户反映切深稍稍浅了一些。怎么提升切削深度?伊斯卡的第一反应是通过改变结构参数来设计新产品,如果能通过结构的简单变化而不是添加复杂的加工工序来满足加工要求,又何乐而不为呢?后来就有了IQ五角霸王刀(PENTA IQ GRIP)系列。
“没有不可能”,伊斯卡再次进行了自我否定的创新。首先同样是带5个切削刃,在通过创新的燕尾槽定位夹持和侧向螺钉配合基础上,保证了刀片夹持更牢靠稳固,确保在切断加工中能获取出色的直线度及更高的被加工表面质量。
然后就是解决切削深度,同样大的五角星型刀片,怎能加工更深的槽?当看到这个产品时,不得不佩服伊斯卡IQ设计师们对几何结构运用的娴熟与巧妙,或许会有一种顿悟“我怎么没有想到?”确实,一个巧妙的结构设计解决了实际的问题,不仅实现低成本高效率,而且又一次创造了经典。
记者:之前您一直强调结构设计变化带来产品性能的提升,目前刀具也在向模块化与智能化方向发展,请谈谈您的看法。
吴江:说到刀具发展,这是一个宽泛的概念。单从刀具本身出发,就包括刀具材料、刃口形式、结构、几何参数等因素的发展。这是一个统一的整体,材料发展了,我们可以通过专业技术制造更多几何形状的刀具,而这些几何形状又能提升切削性能和降低成本。
刀具的几何结构, 燕尾IQ铣刀(DOVE IQ MILL)845系列的出现就是一个典型的例子。845系列在刃口形式上的巧妙之处在于所有的切削刃和面全部都用上,总共16个刃,有8个切削刃,8个修光刃,8个带后角的主后刀面及8个副后刀面。刀片八边形双面设计,当正面主偏角刃作为切削刃时,它对应的副偏角刃巧妙地成为修光刃,这样的设计源于突破常规的几何结构。而这种结构又能巧妙地应用燕尾夹持,以保证刀具在切削过程中稳定可靠。将复杂的东西简单化,既节约成本又提升了效率,当然这种奇特的几何结构设计也必须立足于现有技术才能被成功运用,这涉及到刀具原材料、压制模具设计及其工艺等一整套的创新和改进。
再说一下模块化与智能化,其实不管这些发展方向怎么细分,都必须在保证提高效率和降低成本的同时提高加工精度。从刀具技术本身来讲,刀具材料就是要保证韧性和耐磨性,这与材料的合金元素的种类、混合比例、颗粒大小等等有关;而刀具结构就是要保证尽可能好的刚性和强度以实现刀具的功能。刀具的模块化也是如此,如模块与模块间怎么联接,模块怎么来归类组合,模块的功能性怎么实现等等,这些都需很好的结构设计来完成。刀具智能化也是这样,如刀具自己能运动,自行补偿以及自我适应,都必须要动力来给它能量,怎么把运动传递到刀头上去,也需要结构设计,刀具离不开结构设计。并不是说伊斯卡只是热衷于结构设计的创新,而是为了一个实现切削加工实际需求,以前我们常说,每隔10年,刀具材料的进步带来切削速度翻番,而近些年的实践让我们看到,刀具几何结构的创新可以使切削效率几倍甚至几十倍的提高,这是一个较新的视角,现在正得到更新更深刻的认识,这也更需我们的“智造”。
记者:现在各种新材料层出不穷,这对机械加工提出了严峻的挑战,请问伊斯卡对挑战持什么样的态度?怎样去迎接这些挑战?
吴江:2012年是伊斯卡成立60周年,其实60年的历史对一个机械制造商来说并不算长,但就是在这60年的时间里,伊斯卡的产品线已经从单一的几个主打产品到覆盖几乎所有的金属加工产品系列。而每一次产品的扩展与提升都与技术创新相关,我们总能通过技术的革新引领切削加工的潮流,提出新的理念。伊斯卡并没有因在某一技术领域里的优势而懈怠不前,总是以极富想象力的视角去观察发现,并不遗余力去突破与实现。
世界在发展,我们每天都在面临技术发展的挑战,我们的用户对产品质量和精度的要求越来越高技术的增长是很大的挑战,前面提到的成本与效率的挑战也变得永远没有止境,还有难加工材料的挑战以及绿色制造的挑战等等。作为服务商,要满足客户要求,除了提供完整解决方案,还必须要提供性价比更高的产品。好的解决方案必须要有好的产品,所以伊斯卡既注重产品也注重方案,以创新面对挑战,以“智造改变制造”迎接挑战。
通过近半个小时的时间,吴总从设计创新的角度给我们诠释了一个“以智造改变制造”的伊斯卡。我们发现在伊斯卡IQ系列的展台设计和样本中,在HIGH Q LINE LOGO下是达芬奇的《维特鲁人》。这幅看似简单的素描,传递了欧洲文艺复兴时期达芬奇就秉持以科学方法探究、掌握并塑造大自然事物;以数学方法研究机械学与光学,探究大自然的作用定论与运动定论,并以和谐、平衡,匀称的构图表达,是所有设计师眼中的经典。也许这幅图的运用是想暗示伊斯卡在金属加工中的每一次创新都是一种艺术和经典,向观众传达出伊斯卡也拥有如达芬奇一样宽广的研究领域和永无休止的探索精神。